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潤滑油基本性能及其支撐理論那點事(七)

2020-04-18 14:41:02

 

如圖所示,在摩擦面AB’平面運動時,則AA’截面將進入陰影AA’C’的液體,同時在BB’截面流出BB’D’的液體,多出了AEC’這部分液體。液體的不可壓縮性,就在產生壓力的同時,向兩端各擠出一些液體,而Z后形成如圖所示的流速分布曲線。

關于流體潤滑的基本方程——雷諾(Reynolds)方程

先看一個模型:

 

復雜的數學計算,其實我也不是很明白,但我們可以記?。篣,代表兩個摩擦表面之間X方向的液體的流速,h,可以看成是油膜的厚度,P,則為壓力,η,是動力粘度。

那么,簡化的一維雷諾方程:

       

由上述公式,可以有幾點定性的結論:

當固定其他因素而只改變一個因素時,

①  η增大,即液體(油)的粘度增大,承載能力增大;

②  U增大,即如果液體的流速增大,承載能力增大;

③  我們把它叫做“收斂比”,一般指X方向即油膜延伸方向的某一點的油膜厚度

有關的數值,以K表示。K越大,油膜厚度越大,承載能力增大;

④  上摩擦面對下摩擦面的角度不變,其平均間距減?。ㄒ嗉碖增大),承載能力增大;

⑤ B固定,上下面的夾角(斜度)增大,即K增大,承載能力增大;

⑥  油膜中壓力的位置比較靠近收斂的一端。這個也容易理解。

通過上述模型,即有夾角的平面的情形以及雷諾方程,則軸承的潤滑原理有些相似。

沿著軸的部分周長形成壓力,這個壓力將使軸浮起,與軸瓦分離,此即流體潤滑的基本原理(可以聯想油膜軸承油)。

軸與軸瓦之間的Z小間隙與下列因素有關:轉速、負荷、油品黏度,與軸的半徑及其與軸瓦的間隙不無關系。

以軸承為例,在流體潤滑的狀態下,摩擦系數與比壓力 為直線關系。N,外壓力;P,內壓力。其它因素固定時,f減小,Z小油膜厚度變??;當Z小間隙達到軸承表面的“不平度”大小時,金屬之間直接接觸,摩擦也隨之增大:

 

關于流體潤滑,還應注意的一點是,所謂摩擦(磨合)過程的長短,也就是時間因素對流體潤滑的影響。隨著磨合時間的增加,流體潤滑向著 較小的方向擴展,摩擦系數也變得更小。磨合時間的增加,表面凹凸點穿透潤滑膜的程度趨于減小,在油膜更薄的情況下,流體潤滑狀態依然完好。

(待續)


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